山西省卓越联盟2024-2025学年高三下学期2月开学质量检测卷物理试题（原卷版+解析版）

2024~2025学年第二学期高三开学质量检测卷物理考生注意：1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围：高考范围。一、单项选择题1.用如图甲所示的电路可以研究光电效应的规律，用光强一定，频率一定的某种单色光照射光电管的阴极K，得到光电流I与加在光电管两端的电压U的关系如图乙所示，已知电子的电荷量为e，则光电子的最大初动能为（）A. B. C. D.2.如图所示，质量为m、倾角为的斜面体放在水平面上，质量也为m的均质球夹在斜面和竖直墙面之间，水平外力F作用在斜面体上，球和斜面体处于静止状态，斜面体对墙面的作用力为零，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.水平外力F的大小为 B.水平外力F的大小为C.斜面体对水平面的压力大小等于2mg D.斜面体对水平面的压力大小小于2mg3.如图所示为一定质量的理想气体经历A→B→C→D→A过程中气体体积V与热力学温度T的关系图像BC和AD与纵轴平行，AB延长线与CD反向延长线过坐标原点，则下列说法正确的是（）A.A→B过程，单位时间撞击器壁单位面积的分子数减少B.B→C过程，气体放出热量C.C→D过程，气体吸收的热量小于气体内能的增量D.D→A过程，所有分子的动能不变4.如图所示，两组间距均为L的光滑平行导轨倾斜固定，两组导轨平面与水平面的夹角均为，左侧导轨处在垂直于导轨平面的匀强磁场I中，磁场的磁感应强度大小为，右侧导轨处在沿竖直方向的匀强磁场II中，磁场的磁感应强度大小为，两组导轨上端接有一个直流电源，两质量均为m的导体棒a、b垂直导轨放置，两导体棒均静止，两导体棒接入电路的电阻均为R，导轨电阻不计，不考虑导轨电流磁场对导体棒的作用及两导体棒间的相互作用，则下列说法正确的是（）A.磁场I的方向垂直于导轨平面向上B.磁场II的方向竖直向下C.D.5.一列简谐波沿x轴正方向传播，波源在坐标原点处，波源在时刻开始振动，起振方向沿y轴负方向，时，至之间第一次出现如图所示的波形，则下列说法正确的是（）A.时，处的质点正沿y轴负方向运动B.波传播的速度大小约为3.42m/sC.波上质点振动的频率为D.若波源振动加快，则波传播的速度也会变大6.2024年11月04日凌晨，神舟十八号载人飞船成功返回地面，飞船返回过程简化如图所示，椭圆轨道1为飞船返回时的运行轨道，圆形轨道2为空间站运行轨道，P为轨道切点，Q为轨道1近地点，离地高度忽略不计.地球半径为R，轨道2的半径为kR，轨道2上的周期为T，引力常量为G，则飞船从P点运动到Q点所用的时间为（）A. B. C. D.7.如图所示，将小球从P点以速率斜向上抛出，与水平方向的夹角，小球恰好垂直打在竖直墙壁上的B点，A点与P点等高，若仅将与水平方向的夹角变为，则小球恰好打在墙壁上的A点，不计空气阻力，不计小球大小，则下列各式正确的是（）A. B. C. D.二、多项选择题8.如图所示，半径为r、电阻为R单匝圆形线圈垂直磁场放置，磁场的边界刚好与线圈的竖直直径重合，第一次保持线圈不动，使磁场随时间变化；第二次保持磁场的磁感应强度不变，让线圈绕竖直直径匀速转动，两次线圈中磁通量随时间变化的规律均如图乙所示，图中、T均已知，则下列说法正确的是（）A.两次线圈中感应电动势的最大值均为B.第一次，时，线圈中磁通量的变化率为C.第二次，匀强磁场的磁感应强度大小为D.第二次，从至时，通过线圈截面的电量为9.如图所示，电荷量为Q的正电荷在半径为R的绝缘细圆环上均匀分布，一个质量为m的带电的小球（可看成点电荷）恰好静止在圆环的中心轴线上的P点，P点到圆环圆心O的距离为R。静电力常量为k，重力加速度为g，已知点电荷电场中某点的电势（q为场源电荷的电量，r为该点到场源电荷的距离），则（）A.P点处的电场强度大小为B.P点电势为C.小球的带电量为D.将带电小球从P点移到无穷远，电场力做功为10.如图所示，AE和CD为半径为R的圆的互相垂直的两个直径，以CD为界，CAD半圆内有垂直圆面向外的匀强磁场I，CED半圆内有垂直圆面向里的匀强磁场II，两磁场的磁感应强度大小均为B，从A点以与OA直线成角的方向沿圆面向磁场内射入质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子能在两个磁场中运动，不计粒子的重力，则下列说法正确的是（）A.粒子进入磁场时速度大小可能为B.粒子不可能从C点射出磁场C.粒子可能从磁场II再次进入磁场I运动D.要使粒子在磁场中运动时不穿过AE线，粒子运动的速度不小于三、非选择题11.某实验小组用如图甲所示装置进行多个实验.（1）用游标卡尺测出挡光片的宽度，示数如图乙所示，则挡光片的宽度________mm；（2）不挂重物，开通气源，将滑块轻放在气垫导轨上，将气垫导轨调节水平；（3）如图甲所示悬吊重物，调节定滑轮的高度，使牵引滑块的细线与气垫导轨________，测出挡光片到光电门的距离x，由静止释放滑块，记录挡光片通过光电门时挡光的时间t，记录力传感器的示数F，已知滑块和挡光片的总质量为M，动滑轮和悬吊重物的总质量为m，如果表达式________成立，则牛顿第二定律得到验证；重力加速度为g，如果表达式________成立，则机械能守恒定律得到验证。12.某实验小组要测量金属丝的电阻率，根据实验室提供的器材，设计了如图甲所示的测量电路，已测得金属丝的直径为d。（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最________（填“左”或“右”）端。（2）甲同学实验时，将金属夹夹在图甲金属丝的最右端，测出金属丝接入电路的长度L，闭合开关后，通过调节滑动变阻器，测出多组电压表和电流表的示数U、I，作出图像，得到图像的斜率为，则该金属丝的电阻率为________（用L、和d表示）.（3）乙同学实验时，闭合开关后，移动金属夹Q的位置，测出金属丝接入电路的长度x，移动滑动变阻器，使电压表的指针偏转较大，示数如图乙所示，这时电压表的示数为________V；记录这时电流表的示数I；调节金属夹的位置多次，每次调节后均测出金属丝接入电路的长度x，再调节滑动变阻器，使电压表的示数仍为，记录这时电流表的示数I，根据测得的多组I、x，作出图像，得到图像的斜率为，则金属丝的电阻率________（用、d、表示）；分析比较可知，________（填“甲”、“乙”或“甲、乙”）两同学的实验不存在因电表内阻引起的系统误差.13.如图所示，截面为半圆环的玻璃砖如图所示放置，半圆环内径为R，外径为，一束单色光照射在半圆环的内侧，入射角为，已知玻璃砖对光的折射率为，不考虑光在外环内表面的反射，，，光在真空中的传播速度为c，求：（1）光在玻璃砖外环面的折射角的正弦值；（2）光在玻璃砖中传播的时间。14.如图所示，间距为L的光滑平行导轨固定在水平面上，导轨左端连接一个阻值为R的定值电阻，垂直于导轨的虚线M、N是竖直向下的匀强磁场的边界，磁场宽度也为L，质量为m的金属棒垂直导轨放置，金属棒接入电路的电阻也为R，给金属棒施加一个水平向右大小为F的拉力，使金属棒从静止开始运动，当金属棒运动到M时撤去拉力，此时金属棒的速度为，当金属棒运动到N时速度恰好为零，不计导轨电阻，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，求：（1）金属棒初始位置到M距离；（2）磁场的磁感应强度大小；（3）保持金属棒的初始位置不变，将拉力变为2F，当金属棒运动到M时撤去拉力，则金属棒最终的速度多大。15.如图所示，固定在竖直平面内的圆弧轨道AB和管道（内径忽略不计）BC在B点相切并平滑连接，圆弧和管道的半径均为，水平面与圆弧在A点相切，管道的C点切线水平，圆弧和管道所对的圆心角均为，半径为的四分之一圆弧面DE固定在竖直面内，圆心在C点，CE水平，轻弹簧放在水平面上，左端固定，质量为1kg的物块a放在水平面上，用质量为2kg的物块b压缩弹簧后由静止释放，弹簧将b弹开后，b与a发生弹性碰撞，此后a到达C点时对管道的压力恰好为零，重力加速度g取，不计物块的大小，不计一切摩擦，求：（1）物块a运动到AB圆弧上的A点时对轨道的压力大小；（2）弹簧开始被压缩时具有弹性势能；（3）若改变b对弹簧的压缩量，使b由静止释放后与a发生弹性碰撞，a从C点水平抛出后落到圆弧面DE的动能最小，则开始时弹簧被压缩时具有的弹性势能多大。

2024~2025学年第二学期高三开学质量检测卷物理考生注意：1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围：高考范围。一、单项选择题1.用如图甲所示的电路可以研究光电效应的规律，用光强一定，频率一定的某种单色光照射光电管的阴极K，得到光电流I与加在光电管两端的电压U的关系如图乙所示，已知电子的电荷量为e，则光电子的最大初动能为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】由图乙可知遏止电压为，则光电子的最大初动能为故选A。2.如图所示，质量为m、倾角为的斜面体放在水平面上，质量也为m的均质球夹在斜面和竖直墙面之间，水平外力F作用在斜面体上，球和斜面体处于静止状态，斜面体对墙面的作用力为零，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.水平外力F的大小为 B.水平外力F的大小为C.斜面体对水平面的压力大小等于2mg D.斜面体对水平面的压力大小小于2mg【答案】C【解析】【详解】AB．由题意，对球受力分析如图根据平衡条件，可得竖直墙对球的弹力对斜面体与球整体受力分析，如图水平方向上，根据平衡条件有故AB错误；CD．斜面和球整体受力平衡，水平面对斜面的支持力大小等于2mg，则斜面对水平面压力大小等于2mg，故C正确，D错误。故选C。3.如图所示为一定质量的理想气体经历A→B→C→D→A过程中气体体积V与热力学温度T的关系图像BC和AD与纵轴平行，AB延长线与CD反向延长线过坐标原点，则下列说法正确的是（）A.A→B过程，单位时间撞击器壁单位面积的分子数减少BB→C过程，气体放出热量C.C→D过程，气体吸收的热量小于气体内能的增量D.D→A过程，所有分子的动能不变【答案】B【解析】【详解】A．A→B过程，温度降低，压强不变，体积减小，分子的平均动能减小，单位时间撞击器壁单位面积的分子数增多，故A错误；B．B→C过程，温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功根据热力学第一定律得所以气体放出热量，故B正确；C．C→D过程，气体对外界做功气体内能增加根据热力学第一定律可知气体吸收的热量大于气体内能的增量，故C错误；D．D→A过程，温度不变，分子的平均动能不变，但不是所有分子的动能都不变化，故D错误。故选B。4.如图所示，两组间距均为L的光滑平行导轨倾斜固定，两组导轨平面与水平面的夹角均为，左侧导轨处在垂直于导轨平面的匀强磁场I中，磁场的磁感应强度大小为，右侧导轨处在沿竖直方向的匀强磁场II中，磁场的磁感应强度大小为，两组导轨上端接有一个直流电源，两质量均为m的导体棒a、b垂直导轨放置，两导体棒均静止，两导体棒接入电路的电阻均为R，导轨电阻不计，不考虑导轨电流磁场对导体棒的作用及两导体棒间的相互作用，则下列说法正确的是（）A.磁场I的方向垂直于导轨平面向上B.磁场II方向竖直向下C.D.【答案】D【解析】【详解】AB．根据电流方向，结合左手定则及平衡条件可知，磁场I的方向垂直于导轨向下，磁场II的方向竖直向上，AB错误；CD．设两金属棒中电流均为I，对a研究，根据平衡条件有对b研究，根据平衡条件有解得C错误，D正确。故选D。5.一列简谐波沿x轴正方向传播，波源在坐标原点处，波源在时刻开始振动，起振方向沿y轴负方向，时，至之间第一次出现如图所示的波形，则下列说法正确的是（）A.时，处的质点正沿y轴负方向运动B.波传播的速度大小约为3.42m/sC.波上质点振动的频率为D.若波源振动加快，则波传播的速度也会变大【答案】C【解析】【详解】A．据同侧原理可知，时，处的质点正沿y轴正方向运动，故A错误；B．设波长为，由图像可知解得由题意可知，时，波传播到处，则波传播的速度故B错误；C．波动频率故C正确；D．波传播的速度与波源振动快慢没有关系，只跟介质有关，故D错误。故选C。6.2024年11月04日凌晨，神舟十八号载人飞船成功返回地面，飞船返回过程简化如图所示，椭圆轨道1为飞船返回时的运行轨道，圆形轨道2为空间站运行轨道，P为轨道切点，Q为轨道1近地点，离地高度忽略不计.地球半径为R，轨道2的半径为kR，轨道2上的周期为T，引力常量为G，则飞船从P点运动到Q点所用的时间为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】椭圆轨道1的半长轴为根据开普勒第三定律有解得因此飞船从P点运动到Q点所用的时间为A正确。7.如图所示，将小球从P点以速率斜向上抛出，与水平方向的夹角，小球恰好垂直打在竖直墙壁上的B点，A点与P点等高，若仅将与水平方向的夹角变为，则小球恰好打在墙壁上的A点，不计空气阻力，不计小球大小，则下列各式正确的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】设A、B高度差为h，P到A的距离为x，重力加速度为g，则有，解得设当抛出初速度与水平方向夹角为时，有，解得故选B。二、多项选择题8.如图所示，半径为r、电阻为R单匝圆形线圈垂直磁场放置，磁场的边界刚好与线圈的竖直直径重合，第一次保持线圈不动，使磁场随时间变化；第二次保持磁场的磁感应强度不变，让线圈绕竖直直径匀速转动，两次线圈中磁通量随时间变化的规律均如图乙所示，图中、T均已知，则下列说法正确的是（）A.两次线圈中感应电动势的最大值均为B.第一次，时，线圈中磁通量的变化率为C.第二次，匀强磁场的磁感应强度大小为D.第二次，从至时，通过线圈截面的电量为【答案】AD【解析】【详解】A．两次线圈中产生的均是正弦交流电，最大电动势A正确；B．第一次时刻，线圈中磁通量变化率最大为B错误；C．第二次线圈中磁通量的最大值解得C错误；D．第二次从至时刻，通过线圈截面的电量为D正确。故选AD。9.如图所示，电荷量为Q的正电荷在半径为R的绝缘细圆环上均匀分布，一个质量为m的带电的小球（可看成点电荷）恰好静止在圆环的中心轴线上的P点，P点到圆环圆心O的距离为R。静电力常量为k，重力加速度为g，已知点电荷电场中某点的电势（q为场源电荷的电量，r为该点到场源电荷的距离），则（）A.P点处的电场强度大小为B.P点的电势为C.小球的带电量为D.将带电小球从P点移到无穷远，电场力做功为【答案】AD【解析】【详解】A．由于P点到O点的距离为R，则P点的电场强度为故A正确；B．P点的电势为故B错误；C．对小球，由平衡条件有而，解得故C错误；D．小球在P点的电势能将小球从P点移到无穷远，电场力做功等于电势能的减少量，即电场力做功为2mgR，故D正确。故选AD。10.如图所示，AE和CD为半径为R的圆的互相垂直的两个直径，以CD为界，CAD半圆内有垂直圆面向外的匀强磁场I，CED半圆内有垂直圆面向里的匀强磁场II，两磁场的磁感应强度大小均为B，从A点以与OA直线成角的方向沿圆面向磁场内射入质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子能在两个磁场中运动，不计粒子的重力，则下列说法正确的是（）A.粒子进入磁场时的速度大小可能为B.粒子不可能从C点射出磁场C.粒子可能从磁场II再次进入磁场I运动D.要使粒子在磁场中运动时不穿过AE线，粒子运动的速度不小于【答案】BD【解析】【详解】A．设粒子要进入磁场II做圆周运动的最小半径为，根据几何关系有解得由牛顿第二定律有解得由于因此粒子进磁场的速度不可能是，A错误；B．由于粒子从CD边进入磁场Ⅱ后沿逆时针方向运动，不可能到达C点，B正确；C．由于因此粒子不可能从磁场Ⅱ再次进入磁场Ⅰ运动，C错误；D．如图所示，设粒子速度为时，粒子的轨迹刚好与OE相切，此时粒子做圆周运动的半径为，根据几何关系有，根据牛顿第二定律有解得D正确。故选BD。三、非选择题11.某实验小组用如图甲所示装置进行多个实验.（1）用游标卡尺测出挡光片的宽度，示数如图乙所示，则挡光片的宽度________mm；（2）不挂重物，开通气源，将滑块轻放在气垫导轨上，将气垫导轨调节水平；（3）如图甲所示悬吊重物，调节定滑轮的高度，使牵引滑块的细线与气垫导轨________，测出挡光片到光电门的距离x，由静止释放滑块，记录挡光片通过光电门时挡光的时间t，记录力传感器的示数F，已知滑块和挡光片的总质量为M，动滑轮和悬吊重物的总质量为m，如果表达式________成立，则牛顿第二定律得到验证；重力加速度为g，如果表达式________成立，则机械能守恒定律得到验证。【答案】①.1.55②.平行③.④.【解析】【详解】（1）[1]根据游标卡尺的读法，遮光条的宽度为；（3）[2]本实验要使牵引滑块的细线与气垫导轨平行，则细线对滑块的拉力大小等于力传感器的示数F；[3]滑块运动的加速度大小为如果成立，则牛顿第二定律得到验证；[4]如果成立，即成立，则机械能守恒定律得到验证。12.某实验小组要测量金属丝的电阻率，根据实验室提供的器材，设计了如图甲所示的测量电路，已测得金属丝的直径为d。（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最________（填“左”或“右”）端。（2）甲同学实验时，将金属夹夹在图甲金属丝的最右端，测出金属丝接入电路的长度L，闭合开关后，通过调节滑动变阻器，测出多组电压表和电流表的示数U、I，作出图像，得到图像的斜率为，则该金属丝的电阻率为________（用L、和d表示）.（3）乙同学实验时，闭合开关后，移动金属夹Q的位置，测出金属丝接入电路的长度x，移动滑动变阻器，使电压表的指针偏转较大，示数如图乙所示，这时电压表的示数为________V；记录这时电流表的示数I；调节金属夹的位置多次，每次调节后均测出金属丝接入电路的长度x，再调节滑动变阻器，使电压表的示数仍为，记录这时电流表的示数I，根据测得的多组I、x，作出图像，得到图像的斜率为，则金属丝的电阻率________（用、d、表示）；分析比较可知，________（填“甲”、“乙”或“甲、乙”）两同学的实验不存在因电表内阻引起的系统误差.【答案】（1）左（2）（3）①.2.20②.③.乙【解析】【小问1详解】闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最左端，使输出电压为零。【小问2详解】甲同学实验时，由可知图像的斜率为金属丝的电阻，则有解得【小问3详解】[1]由乙图可知，电压表的最小分度为0.1V，读数时需要估读到下一位，所以电压表的示数[2]根据题意有则解得[3]甲同学实验时由于电压表分流存在系统误差，乙同学实验不存在因电压表内阻存在的系统误差。13.如图所示，截面为半圆环的玻璃砖如图所示放置，半圆环内径为R，外径为，一束单色光照射在半圆环的内侧，入射角为，已知玻璃砖对光的折射率为，不考虑光在外环内表面的反射，，，光在真空中的传播速度为c，求：（1）光在玻璃砖外环面的折射角的正弦值；（2）光在玻璃砖中传播的时间。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】如图所示设光在内侧面的入射角为i，折射角为r，入射点为A，在外侧圆弧面的入射点为B，则有解得设光在B点的入射角为，折射角为，根据正弦定理有解得，由解得【小问2详解】由于，则因此则光在玻璃砖中传播时间14.如图所示，间距为L的光滑平行导轨固定在水平面上，导轨左端连接一个阻值为R的定值电阻，垂直于导轨的虚线M、N是竖直向下的匀强磁场的边界，磁场宽度也为L，质量为m的金属棒垂直导轨放置，金属棒接入电路的电阻也为R，给金属棒施加一个水平向右大小为F的拉力，使金属棒从静止开始运动，当金属棒运动到M时撤去拉力，此时金属棒的速度为，当金属棒运动到N时速度恰好为零，不计导轨电阻，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，求：（1）金属棒初始位置到M的距离；（2）磁场的磁感应强度大小；（3）保持金属棒的初始位置不变，将拉力